Metode mjerenja i njihove karakteristike. Vrste i metode mjerenja. Uređaji. Opće informacije

Trenutno postoji mnogo vrsta mjerenja, koje se razlikuju po fizičkoj prirodi veličine koja se mjeri i faktorima koji određuju raznovrsnim uslovima i načini mjerenja. Glavne vrste mjerenja fizičkih veličina, uključujući linearno-ugaone (GOST 16263-70), su direktne, indirektne, kumulativne, zajedničke, apsolutne i relativne.

Najviše se koriste direktna mjerenja, koja se sastoje u tome da se iz eksperimentalnih podataka pomoću mjernih instrumenata pronađe željena vrijednost mjerene veličine. Linearna dimenzija se može postaviti direktno pomoću skale ravnala, mjerne trake, čeljusti, mikrometra, sile djelovanja - dinamometrom, temperature - termometrom itd.

Indirektna mjerenja koristi se u slučajevima kada je željenu količinu nemoguće ili vrlo teško izmjeriti direktno, odnosno direktnim mjerenjem, ili kada direktno mjerenje daje manje precizan rezultat.

Primjeri indirektnog tipa mjerenja su utvrđivanje zapremine paralelepipeda množenjem tri linearne veličine (dužine, visine i širine) određene pomoću direktan pogled mjerenja, izračunavanje snage motora, određivanje električne otpornosti provodnika prema njegovom otporu, dužini i površini poprečnog presjeka itd.

Kumulativna mjerenja se sprovode istovremenim mjerenjem više istoimenih veličina, za koje se tražena vrijednost pronalazi rješavanjem sistema jednačina dobijenih direktnim mjerenjem različitih kombinacija ovih veličina. Primjer kumulativnih mjerenja je kalibracija utega skupa koristeći poznatu masu jednog od njih i rezultate direktnih poređenja masa različitih kombinacija utega.

Slova a, b, c, d su nepoznate vrijednosti utega koje treba dodati ili oduzeti od mase utega. Rješavanjem sistema jednačina možete odrediti vrijednost svake težine.

Zajednička mjerenja su istovremena mjerenja dvije ili više različitih veličina kako bi se pronašao odnos između njih, na primjer, mjerenja zapremine tijela koja se vrše mjerenjima različitih temperatura koja određuju promjenu zapremine ovog tijela.

Glavne vrste mjerenja, zasnovane na prirodi rezultata mjerenja za različite fizičke veličine, uključuju apsolutna i relativna mjerenja.

Apsolutna mjerenja se zasnivaju na direktnim mjerenjima jedne ili više fizičkih veličina. Primjer apsolutnog mjerenja bi bilo mjerenje promjera ili dužine valjka s kaliperom ili mikrometrom, ili mjerenje temperature termometrom.

Apsolutna mjerenja su praćena procjenom cjelokupne izmjerene vrijednosti.

Relativna mjerenja se zasnivaju na mjerenju odnosa mjerene veličine, koja igra ulogu jedinice, ili mjerenja veličine u odnosu na istoimenu veličinu koja se uzima kao početna. Kao uzorci, često se koriste standardne mjere u obliku ravni paralelnih krajnjih mjera.

Primjer relativnih mjerenja mogu biti mjerenja kalibara čepova i spajalica na horizontalnim i vertikalnim optimetrima uz podešavanje mjernih instrumenata prema standardnim mjerama. Kada se koriste referentni etaloni ili referentni dijelovi, relativna mjerenja mogu poboljšati tačnost rezultata mjerenja u poređenju sa apsolutnim mjerenjima.

Pored razmatranih vrsta mjerenja zasnovanih na osnovnoj osobini – načinu dobijanja rezultata mjerenja – kao fizičke procese treba istaći pojmove kontrola, ispitivanje i dijagnostika, koji se zasnivaju na tipovima mjerenja koji određuju najkarakterističnije principi usklađenosti sa radnim svojstvima mjerene veličine.

Za obavljanje mjerenja u svrhu praćenja, dijagnosticiranja ili testiranja proizvoda potrebno je provesti mjere koje određuju tehnološki proces mjerenja: analizu mjernog zadatka, identifikacija grešaka, utvrđivanje broja mjerenja, odabir mjerni instrument, metoda mjerenja itd.

Tehnologije mjerenja uključuju razvoj mikrometarskih karata za glavne dijelove automobilskih motora tokom njihovih sigurnosnih testova.

Kao što je gore navedeno, mjerenje je proces eksperimentalnog dobivanja jedne ili više vrijednosti veličine koja joj se može razumno pripisati. Vrijednost mjerene veličine zavisi od uslova mjerenja, odabrane metode, vrste mjernog instrumenta itd.

Glavne mjerne karakteristike uključuju principe mjerenja, metode mjerenja i tačnost mjerenja.

Princip mjerenja je fizički fenomen (efekat) koji čini osnovu za mjerenja pomoću jedne ili druge vrste mjernog instrumenta.

Veliki broj fizičkih efekata koje su naučnici otkrili tokom istraživanja koristi se kao princip mjerenja. Na primjer, korištenje Doplerovog efekta za mjerenje brzine; primjena Hallovog efekta za mjerenje indukcije magnetsko polje; korištenje gravitacije u mjerenju mase vaganjem.

Primjeri primjene različitih principa mjerenja - piezoelektrični efekat, termoelektrični efekat i fotoelektrični efekat.

Piezoelektrični efekat sastoji se u pojavi EMF-a na površini (licama) nekih kristala (kvarc, turmalin, umjetni piezoelektrični materijali) pod utjecajem vanjskih sila. Kvarc i piezokeramika (na primjer, barij titanat), koji imaju prilično visoku mehaničku čvrstoću i temperaturnu stabilnost (kvarc do temperature od 200°C; piezokeramika - do 115°C), našli su najveću primjenu za mjerenja.

Piezoelektrični efekat reverzibilno: emf primijenjen na piezoelektrični kristal uzrokuje mehanički stres na njegovoj površini. Mjerni pretvarači zasnovani na piezoelektričnom efektu su samogenerirajući za dinamička mjerenja.

Termoelektrični efekat koristi se za mjerenja temperature, a koriste se dva glavna načina za ostvarivanje ovog efekta.

U prvom slučaju koristi se svojstvo promjene električnog otpora metala i poluvodiča s promjenama temperature. Metali koji se često koriste su bakar (za rutinska mjerenja) i platina (za visoko precizna mjerenja). Odgovarajući mjerni pretvarač naziva se termistor. Osjetljivi elementi Poluvodički pretvarač - termistor - napravljen je od oksida različitih metala. Kako temperatura raste, otpor termistora se smanjuje, dok se otpor termistora povećava. Ovisnost otpora termistora s promjenama temperature je nelinearna; za bakrene termistore je linearna; za platinaste termistore aproksimira se kvadratnim trinomom.

Platinasti termistori omogućavaju vam mjerenje temperature u rasponu od -200°C do +1000°C.

Za potrebe mjerenja koriste se vanjski i unutrašnji fotoelektrični efekti. Eksterni fotoelektrični efekat se javlja u evakuisanom cilindru koji ima anodu i fotokatodu. Kada je fotokatoda osvetljena, elektroni se emituju pod uticajem svetlosnih fotona. Kada postoji električni napon između anode i fotokatode, elektroni koje emituje fotokatoda formiraju električnu struju koja se naziva fotostruja.

Na taj se način svjetlosna energija pretvara u električnu energiju.

Metoda mjerenja– ovo je skup tehnika (metoda) koji se koriste za upoređivanje mjerene veličine sa njenom jedinicom (ili skalom) u skladu sa odabranim principom mjerenja.

Metode mjerenja se dijele na metode direktne procjene i metode poređenja sa mjerom. Metode poređenja sa merom dele se na kontrastne, diferencijalne, nulte, supstitucijske i koincidencijalne metode.

Metoda direktne procjene sastoji se u određivanju vrijednosti fizičke veličine pomoću uređaja za očitavanje mjernog uređaja direktnog djelovanja. Na primjer, mjerenje napona voltmetrom. Ova metoda je najčešća, ali njena tačnost zavisi od tačnosti mjernog instrumenta.

Metoda poređenja sa mjerom koristi poređenje izmjerene vrijednosti sa vrijednošću reprodukovanom mjerom. Tačnost mjerenja može biti veća od tačnosti direktne procjene.

Kontrastna metoda zasniva se na istovremenom utjecaju mjerene i reproducibilne veličine na uređaj za poređenje, uz pomoć kojeg se uspostavlja odnos između veličina. Na primjer, mjerenje težine pomoću vage s polugom i seta utega.

Kada diferencijalna metoda na mjerni uređaj utiče razlika između izmjerene veličine i poznate veličine koju mjerom reprodukuje. U ovom slučaju, balansiranje izmjerene vrijednosti sa poznatom se ne provodi u potpunosti. Na primjer, mjerenje istosmjernog napona pomoću diskretnog djelitelja napona, referentnog izvora napona i voltmetra.

Koristeći null metoda rezultirajući efekat uticaja obe veličine na uređaj za poređenje svodi se na nulu, što se beleži visoko osetljivim uređajem - nulti indikator. Na primjer, mjerenje otpora otpornika pomoću mosta s četiri kraka, u kojem je pad napona na otporniku nepoznatog otpora uravnotežen padom napona na otporniku poznatog otpora.

Metoda zamjene zasniva se na naizmjeničnom povezivanju mjerene veličine i poznate veličine na ulaz uređaja, te se na osnovu dva očitavanja uređaja procjenjuje vrijednost mjerene veličine, a zatim se odabirom poznate veličine osigurava da oba očitavanja se poklapaju.

Ovom metodom može se postići visoka tačnost mjerenja uz visoku preciznost mjerenja poznate veličine i visoka osjetljivost uređaj. Na primjer, precizno mjerenje malog napona pomoću visoko osjetljivog galvanometra, na koji se prvo poveže izvor nepoznatog napona i odredi otklon kazaljke, a zatim pomoću podesivog izvora poznatog napona, isti otklon od pokazivač je postignut. U ovom slučaju, poznati napon je jednak nepoznatom.

Metodom slučajnosti odrediti razliku između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reprodukovane mjerom, koristeći podudarnost oznaka na skali ili periodičnih signala. Na primjer, mjerenje brzine rotacije dijela pomoću trepćuće stroboskopije: posmatrajući položaj oznake na rotirajućem dijelu u trenucima bljeskanja lampe, brzina dijela se određuje iz poznate frekvencije bljeskova i pomicanje oznake.

Provjera usklađenosti sa obaveznim zahtjevima i pravilima vrši se na način državne kontrole (nadzora) nad ispunjavanjem obaveznih zahtjeva.

Tačnost mjerenja određuje se bliskošću nulte greške mjerenja, tj. bliskost rezultata mjerenja pravoj vrijednosti veličine.

Prava vrijednost mjerene veličine– vrijednost fizičke veličine koja bi idealno odražavala odgovarajuće svojstvo objekta u kvantitativnom i kvalitativnom smislu.

Stvarna vrijednost izmjerene veličine je vrijednost pronađena eksperimentalno koja je toliko bliska pravoj vrijednosti da se umjesto toga može koristiti za datu svrhu.

Zbog karakteristika naših čulnih organa (vida i sluha) i nesavršenosti mjernih instrumenata koje koristimo, nemoguće je odrediti pravu vrijednost izmjerene vrijednosti.

Može se samo naznačiti da se nalazi između neke dvije vrijednosti, od kojih se jedna uzima sa manjkom, a druga sa viškom. Što su ove vrijednosti bliže jedna drugoj, što je njihova razlika manja, to je mjerenje preciznije.

Greška mjerenja se može kvantitativno izraziti u jedinicama mjerene vrijednosti ili u odnosu na grešku u rezultatu mjerenja, ali se tačnost mjerenja ne može odrediti direktno iz rezultata mjerenja. Stoga se obično govori o visokoj (srednjoj, niskoj) tačnosti mjerenja u kvalitativnom smislu.

Zbog toga je prikladnije kvantificirati tačnost mjerenja pomoću greške.

Dakle, zadatak eksperimentatora nije samo da odredi ovu ili onu željenu vrijednost, već i da ukaže koja je točnost određivanja ove vrijednosti, odnosno, kolika je vrijednost dozvoljene greške.

Razlikuju se sljedeće glavne karakteristike mjerenja:

1) način merenja;

2) princip merenja;

3) greška merenja;

4) tačnost merenja;

5) ispravnost mjerenja;

6) pouzdanost mjerenja.

Metoda mjerenja- ovo je metoda ili skup metoda kojim se određena veličina mjeri, odnosno poređenje mjerene veličine sa njenom mjerom prema prihvaćenom principu mjerenja.

Postoji nekoliko kriterijuma za klasifikaciju metoda merenja.

1. Prema metodama dobijanja željene vrednosti merene veličine razlikuju se:

1) direktna metoda (izvršena direktnim, direktnim mjerenjem);

2) indirektni metod.

2. Prema tehnikama merenja, razlikuju se:

1) kontaktna metoda merenja;

2) beskontaktna metoda mjerenja.

Kontaktna metoda mjerenja na osnovu direktnog kontakta bilo kojeg dijela mjernog uređaja sa mjernim objektom.

At beskontaktna metoda mjerenja mjerni uređaj ne dolazi u direktan kontakt sa objektom koji se mjeri.

3. Prema metodama poređenja veličine sa njenom mjerom razlikuju se sljedeće:

1) metod direktne procene;

2) metoda poređenja sa svojom jedinicom.

Metoda direktne procjene zasniva se na upotrebi mjernog uređaja koji pokazuje vrijednost mjerene veličine.

Metoda poređenja sa mjerom zasnovano na poređenju objekta mjerenja sa njegovom mjerom.

Princip mjerenja– to je određena fizička pojava ili njihov kompleks na kojem se mjerenje zasniva.

Greška mjerenja je razlika između rezultata mjerenja količine i stvarne (stvarne) vrijednosti ove veličine.

Tačnost mjerenja– ovo je karakteristika koja izražava stepen korespondencije rezultata merenja sa realnom vrednošću merene veličine.

Ispravno mjerenje– ovo je kvalitativna karakteristika mjerenja, koja se određuje koliko je blizu nuli vrijednost konstantna ili se fiksno mijenja sa višestruka mjerenja greške (sistematska greška).

Pouzdanost mjerenja je karakteristika koja određuje stepen pouzdanosti u dobijene rezultate merenja.

4 Pojam fizičke veličine Značenje sistema fizičkih jedinica

Fizička veličina je koncept najmanje dvije nauke: fizike i mjeriteljstva. Po definiciji, fizička veličina je određeno svojstvo objekta ili procesa, zajedničko većem broju objekata u smislu kvalitativnih parametara, ali se razlikuje, međutim, u kvantitativnom smislu (pojedinačno za svaki objekt). Postoji niz klasifikacija kreiranih prema različitim kriterijima. Glavni se dijele na:

1) aktivne i pasivne fizičke veličine – kada se podijele u odnosu na mjerne informacijske signale. Štaviše, prve (aktivne) u ovom slučaju su veličine koje, bez upotrebe pomoćnih izvora energije, imaju vjerovatnoću da se pretvore u mjerni informacijski signal. A drugi (pasivni) su veličine za koje je potrebno koristiti pomoćne izvore energije koji stvaraju signal mjerne informacije;

2) aditivne (ili ekstenzivne) i neaditivne (ili intenzivne) fizičke veličine - kada se dijele na osnovu aditivnosti. Vjeruje se da se prve (aditivne) veličine mjere u dijelovima; osim toga, mogu se precizno reproducirati korištenjem viševrijedne mjere na osnovu zbrajanja veličina pojedinačnih mjera. Ali druge (neaditivne) veličine se ne mjere direktno, jer se pretvaraju u direktno mjerenje veličine ili mjerenje indirektnim mjerenjem. Godine 1791. Francuska nacionalna skupština usvojila je prvi sistem jedinica fizičkih veličina. Bio je to metrički sistem mjera. Uključuje: jedinice za dužinu, površinu, zapreminu, kapacitet i težinu. A bazirale su se na dvije danas dobro poznate jedinice: metar i kilogram.

Naučnik je svoju metodologiju zasnovao na tri glavne nezavisne veličine: masi, dužini, vremenu. A matematičar je uzeo miligram, milimetar i sekundu kao glavne mjerne jedinice za ove veličine, budući da se sve ostale mjerne jedinice lako mogu izračunati koristeći minimalne. Dakle, u sadašnjoj fazi razvoja razlikuju se sljedeći glavni sistemi jedinica fizičkih veličina:

1) GHS sistem(1881);

2) MKGSS sistem(kraj 19. vijeka);

3) MKSA sistem(1901)

Metode mjerenja (MI)– način dobijanja rezultata merenja korišćenjem principa i mernih instrumenata.

MI se dijele na

Metoda direktne procjene

Vrijednost izmjerene veličine očitava se direktno sa uređaja za očitavanje mjernog uređaja direktnog djelovanja.

Prednost– brzina mjerenja, što ga čini nezamjenjivim za praktična primjena. Nedostatak: ograničena preciznost.

Metoda poređenja sa mjerom

Izmjerena vrijednost se upoređuje s vrijednošću koju mjerom reprodukuje. Primjer: mjerenje dužine ravnalom.

Prednost– veća tačnost mjerenja nego kod metode direktne procjene. Nedostatak je što je potrebno puno vremena za odabir mjera.

Metoda opozicije

Izmjerena veličina i veličina koju mjerom reprodukuje istovremeno djeluju na uređaj za poređenje, uz pomoć kojeg se uspostavlja odnos između ovih veličina.

Na primjer, vaganje na vage s jednakim rukama, u kojoj se mjeri masa, definira se kao zbir mase tegova koji ga balansiraju i očitavanja na vagi.

Prednost– smanjenje uticaja faktora koji utiču na izobličenje signala mernih informacija na rezultate merenja. Nedostatak: produženo vrijeme vaganja.

Diferencijalna (diferencijalna) metoda

Karakterizira ga razlika između izmjerenih i poznatih (mjera ponovljiva) veličina. Na primjer, mjerenje poređenjem sa radnim etalonom na kompatoru, izvedeno prilikom provjere mjera dužine.

Prednost- dobijanje rezultata sa visokom preciznošću, čak i kada se koriste relativno gruba sredstva za merenje razlike.

Null metoda

Metoda poređenja sa mjerom u kojoj se rezultirajući učinak izloženosti uređaju za poređenje svodi na nulu.

Metoda podudaranja

Metoda poređenja sa mjerom u kojoj se razlika između vrijednosti tražene i reproducirane mjere veličina mjeri pomoću podudarnosti oznaka skale ili periodičnih signala.

Prednost– metoda vam omogućava da značajno povećate tačnost poređenja sa mjerom. Nedostatak je trošak nabavke složenijih SRM-ova i potreba za profesionalnim vještinama operatera.

Metoda zamjene

Zasnovano na poređenju sa mjerom, u kojoj se mjerena veličina zamjenjuje poznatom količinom reprodukovanom mjerom, zadržavajući sve uvjete nepromijenjenim. Na primjer, vaganje s naizmjeničnim stavljanjem izmjerene mase i utega na istu posudu vage.

Prednosti– greška mjerenja je mala, jer je određena uglavnom greškom mjerenja i mrtvom zonom uređaja (nula – indikator). Nedostatak je potreba za korištenjem mjera višestrukih vrijednosti.

Indirektna metoda mjerenja I

Mjerenje fizičke veličine jednog naziva povezane s drugom željenom veličinom, određene funkcionalnim odnosom, uz naknadno izračunavanje rješavanjem kontrole. Indirektne metode se široko koriste u hemijskim metodama ispitivanja.

Prednosti– sposobnost mjerenja količina za koje ne postoje direktne metode procjene ili ne daju pouzdane rezultate ili su povezane sa značajnim troškovima. Nedostaci: povećano vrijeme i novac utrošen na mjerenje.

1.6. Organizacija Državne metrološke službe

Državna metrološka služba Rusije (SMS) je skup državnih metroloških tijela i stvoren je za upravljanje aktivnostima na obezbjeđivanju ujednačenosti mjerenja.

Opće upravljanje HMS-om vrši Državni standard Ruske Federacije, kojem su Zakonom „o osiguravanju ujednačenosti mjerenja“ dodijeljene sljedeće funkcije:

  • Međuregionalna i međusektorska koordinacija aktivnosti kako bi se osigurala ujednačenost mjerenja;
  • Uspostavljanje pravila za izradu, odobravanje, čuvanje i primjenu standarda jedinica količina;
  • Određivanje opštih metroloških zahteva za sredstva, metode i rezultate merenja;
  • Državna mjeriteljska kontrola i nadzor;
  • Praćenje usklađenosti sa odredbama međunarodnih ugovora Ruske Federacije o priznavanju rezultata ispitivanja i verifikaciji mjernih instrumenata;
  • Odobrenje regulatornih dokumenata za osiguranje ujednačenosti mjerenja;
  • Odobrenje državnih standarda;
  • Uspostavljanje intervala verifikacije za mjerne instrumente;
  • Klasifikacija tehničkih uređaja kao mjernih instrumenata;
  • Uspostavljanje procedure za razvoj i certifikaciju mjernih tehnika;
  • Vođenje i koordinacija aktivnosti Državnih naučnih metroloških centara (SSMC).
  • Akreditacija vladinih centara Ispitivanje mjernih instrumenata;
  • Odobrenje vrste mjernih instrumenata;
  • Održavanje Državni registar mjerni instrumenti;
  • Uspostavljanje postupka za licenciranje djelatnosti pravnih i fizičkih lica u proizvodnji, popravci, prodaji i iznajmljivanju mjerila;
  • Organizacija djelatnosti i akreditacija metroloških službi pravnih lica za pravo obavljanja etaloniranja;
  • Planiranje i organizacija metroloških poslova;

HMS uključuje sedam državnih naučnih metroloških centara, Sveruski naučno-istraživački institut metrološke službe (VNIIMS) i oko 100 standardizacionih i metroloških centara.

Aktivnosti ovih službi vode Gosstandart Ruske Federacije, koja koordinira njihov rad sa radom Državne službe za migracije na osnovu jedinstvene tehničke politike.

Prava i obaveze

Prava i obaveze strukturne jedinice metrološke službe u centrali, u matičnim i baznim organizacijama metrološke službe, kao iu preduzećima i organizacijama utvrđuju se Pravilnikom o metrološkoj službi organa državne uprave ili pravnog lica, koji odobrava njihov glava.

Aktivnosti metroloških službi su podržane zakonskim i regulatornim dokumentima koji regulišu različite oblasti, uključujući metrološku podršku proizvodnje i sertifikaciju sistema kvaliteta; standardi i sredstva mjerenja, kontrole i ispitivanja; specijaliste sa stručnom specijalnom obukom, kvalifikacijama i iskustvom u obavljanju metroloških poslova i usluga.

Finansiranje

Finansiranje rada za obavljanje poslova matične organizacije vrši se iz centralizovanih sredstava nadležnog državnog organa upravljanja, a za baznu organizaciju - iz posebno kreiranih vanbudžetskih fondova.

Metrološke službe preduzeća mogu se akreditovati za pravo baždarenja merila na osnovu ugovora zaključenih sa državnim naučnim metrološkim centrima ili organima Državne migracione službe.

Measurement je najvažniji koncept u mjeriteljstvu. Ovo je organizirana ljudska akcija koja se izvodi za kvantitativno poznavanje svojstava fizičkog objekta empirijskim određivanjem vrijednosti bilo koje fizičke veličine.

Postoji nekoliko vrsta mjerenja. Prilikom njihove klasifikacije obično se polaze od prirode zavisnosti merene veličine od vremena, vrste merne jednačine, uslova koji određuju tačnost rezultata merenja i načina izražavanja ovih rezultata.

Prema prirodi zavisnosti izmerene vrednosti od vremena, merenja se dele na:

statički, u kojoj izmjerena veličina ostaje konstantna tokom vremena;

dinamičan, tokom kojeg se mjerena veličina mijenja i nije konstantna tokom vremena.

Statička mjerenja su, na primjer, mjerenja veličine tijela, konstantnog pritiska, dinamička mjerenja su mjerenja pulsirajućih pritisaka, vibracija.

Prema načinu dobijanja rezultata mjerenja dijele se na

Straight;

Indirektno;

Agregat;

Joint.

Direktno- to su mjerenja u kojima se željena vrijednost fizičke veličine nalazi direktno iz eksperimentalnih podataka. Direktna mjerenja se mogu izraziti formulom Q=X, gdje je Q željena vrijednost mjerene veličine, a X vrijednost direktno dobijena iz eksperimentalnih podataka.

U direktnim mjerenjima mjerena veličina se podvrgava eksperimentalnim radnjama, koja se poredi sa mjerom direktno ili pomoću mjernih instrumenata kalibriranih u traženim jedinicama. Primjeri pravih linija su mjerenje dužine tijela ravnalom, masa pomoću vaga, itd.

Direktna mjerenja imaju široku primjenu u mašinstvu, kao i u kontroli tehnoloških procesa (mjerenje tlaka, temperature itd.).

Indirektno- to su mjerenja u kojima se željena veličina utvrđuje na osnovu poznatog odnosa između ove veličine i veličina koje su podvrgnute direktnim mjerenjima, tj. Oni ne mjere stvarnu količinu koja se utvrđuje, već druge koje su funkcionalno povezane s njom. Vrijednost mjerene veličine nalazi se izračunavanjem po formuli Q=F(x 1,x 2,…,x N), gdje je Q željena vrijednost indirektno mjerene veličine; F- funkcionalna zavisnost, što je unaprijed poznato, x 1,x 2,…,x N su vrijednosti veličina koje se mjere direktno.

Primjeri indirektnih mjerenja: određivanje zapremine tijela direktnim mjerenjem njegovih geometrijskih dimenzija, nalaženje električne otpornosti provodnika prema njegovom otporu, dužini i površini poprečnog presjeka.

Indirektna mjerenja se široko koriste u slučajevima kada je željenu količinu nemoguće ili previše teško direktno izmjeriti, ili kada direktno mjerenje daje manje precizan rezultat. Njihova uloga je posebno velika pri mjerenju veličina koje su nedostupne direktnom eksperimentalnom poređenju, na primjer, dimenzije astronomskog ili subatomskog reda.

Agregat- to su mjerenja više istoimenih veličina koja se vrše istovremeno, u kojima se željena određuje rješavanjem sistema jednačina dobijenih direktnim mjerenjem različitih kombinacija ovih veličina.

Primjer kumulativnih mjerenja je određivanje mase pojedinačnih utega u setu (kalibracija pomoću poznate mase jednog od njih i rezultata direktnih poređenja masa različitih kombinacija utega).

Primjer. Potrebno je kalibrirati teg koji se sastoji od utega od 1, 2, 2*, 5, 10 i 20 kg (zvjezdica označava uteg koji ima istu nominalnu vrijednost, ali drugu pravu vrijednost). Kalibracija se sastoji od određivanja mase svakog utega pomoću jednog referentnog utega, na primjer, težine od 1 kg. Da bismo to učinili, izvršit ćemo mjerenja, mijenjajući svaki put kombinaciju utega (brojevi pokazuju masu pojedinačnih utega, 1 arr. znači masu standardne težine od 1 kg):

Pisma a, b, c, d označava utege koji se moraju dodati ili oduzeti od mase utega naznačene na desnoj strani jednačine da bi se uravnotežila vaga. Rješavanjem ovog sistema jednadžbi možete odrediti masu svake težine.

Joint- ovo su mjerenja dvije ili više veličina različitih imena koja se vrše istovremeno kako bi se pronašle zavisnosti između njih.

Primjer je mjerenje električnog otpora na 20 0 C i temperaturnih koeficijenata mjernog otpornika na osnovu direktnih mjerenja njegovog otpora na različitim temperaturama.

Prema uslovima koji određuju tačnost rezultata, merenja se dele u tri klase:

1. ^ Mjerenja sa najvećom mogućom preciznošću , ostvarivo uz postojeći nivo tehnologije.

Tu spadaju, pre svega, standardna merenja koja se odnose na najveću moguću tačnost reprodukcije utvrđenih jedinica fizičkih veličina, a pored toga i merenja fizičkih konstanti, pre svega univerzalnih (na primer, apsolutne vrednosti ubrzanja gravitacije, žiromagnetski odnos protona, itd.).

Ova klasa također uključuje neka posebna mjerenja koja zahtijevaju visoku preciznost.

2. ^ Kontrolna i verifikaciona merenja , čija greška sa određenom vjerovatnoćom ne bi trebala prelaziti određenu specificiranu vrijednost.

Tu spadaju mjerenja koja vrše državne laboratorije za nadzor implementacije i usklađenosti sa standardima i stanjem mjerne opreme i fabričkih mjernih laboratorija, koje garantuju

greška rezultata sa određenom vjerovatnoćom koja ne prelazi određenu unaprijed određenu vrijednost.

3. ^ Tehnička mjerenja , u kojem je greška rezultata određena karakteristikama mjernih instrumenata.

Primjeri tehničkih mjerenja su mjerenja koja se vrše u toku proizvodnog procesa u mašinogradnji, na centralama elektrana itd.

Prema načinu iskazivanja rezultata mjerenja razlikuje se apsolutna i relativna mjerenja.

Apsolutno nazivaju se mjerenja koja se zasnivaju na direktnim mjerenjima jedne ili više osnovnih veličina ili na korištenju vrijednosti fizičkih konstanti.

Primjer apsolutnih mjerenja je određivanje dužine u metrima, sila električna struja u amperima, ubrzanje gravitacije u metrima po sekundi na kvadrat.

Relativno nazivaju se mjerenjem odnosa veličine prema istoimenoj količini, koja igra ulogu jedinice, ili mjerenja veličine u odnosu na veličinu istog imena, koja se uzima kao početna.

Primer relativnih merenja je merenje relativne vlažnosti vazduha, definisane kao odnos količine vodene pare u 1 m3 vazduha i količine vodene pare koja zasićuje 1 m3 vazduha na datoj temperaturi.

Glavne karakteristike mjerenja su: princip mjerenja, metod mjerenja, greška, tačnost, ispravnost i pouzdanost.

^ Princip mjerenja - fizička pojava ili skup fizičke pojave, koji čine osnovu mjerenja. Na primjer, mjerenje tjelesne težine pomoću vaganja korištenjem gravitacije proporcionalne masi, mjerenje temperature pomoću termoelektričnog efekta.

Metoda mjerenja- skup tehnika za korištenje principa i mjernih instrumenata. Merni instrumenti su tehnička sredstva koja se koriste i imaju standardizovana metrološka svojstva.

Greška mjerenja - razlika između vrijednosti izmjerene veličine dobijene tokom mjerenja X" i pravih Q vrijednosti:

Greška je uzrokovana nesavršenošću mjernih metoda i instrumenata, varijabilnosti uslova posmatranja, kao i nedovoljnim iskustvom posmatrača ili karakteristikama njegovih čula.

^ Tačnost mjerenja je karakteristika mjerenja koja odražava bliskost njihovih rezultata pravoj vrijednosti izmjerene vrijednosti.

Kvantitativno, tačnost se može izraziti kao recipročna vrijednost relativnog modula greške:

Na primjer, ako je greška mjerenja 10 -2%=10 -4, tada je tačnost 10 4.

^ Ispravno mjerenje definira se kao kvalitet mjerenja, koji odražava blizinu nule sistematskih grešaka u rezultatima (tj. takve greške koje ostaju konstantne ili se prirodno mijenjaju s ponovljenim mjerenjima iste količine). Preciznost mjerenja ovisi posebno o tome koliko se stvarna veličina jedinice u kojoj se vrši mjerenje razlikuje od njene prave veličine (po definiciji), tj. o tome u kojoj su mjeri mjerni instrumenti korišćeni za datu vrstu mjerenja bili ispravni (ispravni).

Najvažnija karakteristika kvaliteta mjerenja je njihova pouzdanost; karakterizira povjerenje u rezultate mjerenja i dijeli ih u dvije kategorije:

pouzdane i nepouzdane, ovisno o tome da li su vjerojatnostne karakteristike njihovih odstupanja od pravih vrijednosti odgovarajućih veličina poznate ili nepoznate. Rezultati mjerenja čija je pouzdanost nepoznata nemaju nikakvu vrijednost iu nekim slučajevima mogu poslužiti kao izvor dezinformacija.

Prisustvo greške ograničava pouzdanost mjerenja, tj. nameće ograničenje broja važećih značajnih cifara numerička vrijednost izmjerenu vrijednost i određuje tačnost mjerenja.

mob_info